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Die Erfindung betrifft einen druckbeaufschlagten Ventilsitz zur Verwendung in einem Drosselklappenventil, welches ein biegsames im wesentlichen ringförmiges eine zentrale Durchgangsbohrung definierendes Sitzelement umfasst, das äussere und innere Umfangsflächen und eine ringförmige, innerhalb des Sitzelementes angeordnete und sich radial nach innen gegen die innere Umfangsfläche zu erstreckende Stütze besitzt.
Herkömmliche Ventilsitze, wie sie z. B. bei Drosselklappenventilen verwendet werden, arbeiten nach dem"Eingriffsprinzip" (Interferenzprinzip). Die Scheibe oder das Schliesselement greift ein und wird in das Sitzelement gezwungen. Das Schliesselement ist grösser als der Ventilsitz, so dass die beiden Elemente in einem Festsitz verkeilt werden müssen. In einem bekannten Drosselklappenventil ist das Sitzelement radial gestreckt, um die grösseren Dimensionen des Schliesselementes aufzunehmen. Wenn jedoch die Drücke höher und höher werden, wird der notwendige Festsitz strenger und verhindert möglicherweise ein Schliessen des Ventils.
Aus der CH-PS Nr. 374257 ist ein Drosselklappenventil mit einem Sitz aus elastischem und im wesentlichen inkompressiblem Material bekannt, bei welchem die Dichtungsringe unter axialem Druck angeordnet sind und der axiale Druck die Ringe zum radialen Expandieren zwingt. Das Ausmass des axialen Druckes steuert das Ausmass der radialen Verformung und den Grad des Eingriffes zwischen Sitz und Verschlusselement. Dieses Drosselklappenventil arbeitet nach dem Eingriffsprinzip.
Dabei kann gegebenenfalls ein Stützring verwendet werden, um ein Ausstossen des Sitzes aus dem Ventilkörper unter hohem Druck zu verhindern.
Weiters ist aus der DE-OS 2440698 ein Ventil bekannt, welches nach dem Prinzip der radialen Streckung der Dichtung arbeitet, wobei im wesentlichen keine axiale Bewegung der Dichtung auftritt. Dieses Ventil umfasst eine PTEE-Einlage mit einer Metallunterlage hinter der Einlage, wobei zwischen dem Innendurchmesser der PTEE-Einlage und dem Metall eine Feder angeordnet ist. Diese Feder ist lediglich eine Ringbandfeder mit einem im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt. Wird diese durch das Schliesselement zusammengedrückt, so deformiert sie sich zu einer elliptischen Gestalt. Das Dichten dieses Ventils erfolgt durch das radiale Strecken der Dichtung ohne jede axiale Bewegung. Wenn die Druckkraft des Schliesselementes beim Öffnen des Ventils entfernt wird, kehrt die Dichtung in die ursprüngliche Form zurück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Ventilsitz vorzusehen, der wirksam unterschiedliche Fluiddrücke in beide Richtungen dichtet und der mehr axial als radial die Bewegung der Ventilscheibe ausgleicht.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe bei einem druckbeaufschlagten Ventilsitz der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Sitzelement aus einem fluorisierten Kohlenwasserstoffpolymerelement besteht, welches sich bei Gebrauch radial in eine Öffnung des Ventilkörpers zum Zusammenwirken mit einem beweglichen Verschlusselement erstreckt, dass das Sitzelement eine konvergierende- - divergierende Gestalt aufweist, welche einen äusseren ringförmigen Abschnitt, einen sich vom äusseren Abschnitt nach innen erstreckenden mittleren ringförmigen Abschnitt mit einer axialen Erstreckung, die kleiner als die des äusseren Abschnittes ist, und einen sich vom mittleren Abschnitt nach innen erstreckenden inneren ringförmigen Abschnitt mit einer axialen Erstreckung, die grösser ist als jene des mittleren Abschnitts,
umfasst und dass die Stütze als im Sitzelement eingebettetes sich radial von dem äusseren Abschnitt durch den mittleren Abschnitt zum inneren Abschnitt hin erstreckendes Versteifungselement ausgebildet ist, wobei der radiale Querschnitt der Stütze eine radiale Erstreckung besitzt, die grösser ist als seine axiale Erstreckung.
Die erfindungsgemässe Gestalt sowohl des Sitzes als auch des Stützelementes, verbunden mit der Anordnung des Stützelementes innerhalb des Sitzes, erlaubt es dem Stützelement sowohl eine axiale Biegung an einer speziellen vorherbestimmten Stelle zuzulassen als auch Rückstellkräfte vorzusehen, die den Sitz in seine ursprüngliche Stellung zurückbewegen. Durch eine solche Konstruktion des Ventilsitzes, ist es möglich ein Stützelement mit einem fluorisierten Kohlenwasserstoffpolymermaterial zu verwenden, ohne der Gefahr, dass das Material um das Stützelement herum kaltfliesst.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Stütze aus Glasfasern hergestellt.
Weiters kann erfindungsgemäss vorgesehen sein, dass die Stütze als eine kontinuierliche ringförmige Membran ausgebildet ist.
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Die Erfindung wird, als ein mögliches Anwendungsgebiet, in Verbindung mit einem zweiwegi- gen, axial biegsamen druckbelasteten Sitz eines Hochleistungs-Drosselklappenventils beschrieben, das in weiterem Umfange in verschiedenen Anlagen, wie z. B. der chemischen Verfahrenstechnik,
Kraftwerken, der Faserstoff-, Papier- und Petrochemischen-Industrie verwendet wird. Es ist jedoch leicht einzusehen, dass der Ventilsitz von allgemeiner Verwendbarkeit ist und auch für andere Ven- tiltypen, wie z. B. Kugelventilen, verwendet werden kann.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l in einer perspektivischen Ansicht eines Hochleistungs-Drosselklappenventils, gesehen von der Befestigungsseite aus, wobei ein Teil des Halteringes entfernt ist, eine Form eines
Ventils und des Ventilsitzes nach der Erfindung, Fig. 2 in einem Schnitt durch den Ventilsitz nach der Fig. 1, den Ventilsitz einer bevorzugten Ausführungsform zusammen mit seinen benachbarten
Teilen, Fig. 3 einen Schnitt nach Fig. 2 mit dem Sitz und dem Schliesselement in einer vorgespannten
Dichtstellung, Fig. 4 einen Schnitt des Ventilsitzes nach den Fig. l bis 3, der die kooperative Zusammenarbeit des Sitzes mit seinen angrenzenden Elementen zeigt, wenn Fluiddruck auf die Körperseite des Ventils aufgebracht worden ist, Fig.
5 einen Schnitt des Ventilsitzes nach den Fig. l bis 4, der die kooperative Zusammenarbeit des Sitzes mit seinen angrenzenden Elementen unter dem Einfluss eines Druckes von der Befestigungsseite des Ventils aus zeigt, Fig. 6 einen Schnitt einer andern Ausgestaltung des Ventilsitzes, der Stützeinrichtung und angrenzender Teile, Fig. 7 eine andere Ausgestaltung des Ventilsitzes, die bei Tiefsttemperatur- oder Tieftemperaturbeanspruchungen benutzt werden kann, Fig. 8 eine weitere Ausgestaltung des Ventilsitzes, bei der eine zusätzliche Unterstützung gegen Kaltfliessen vorgesehen ist, Fig. 9 eine weitere Ausgestaltung des Ventilsitzes nach der Erfindung, Fig. 10 ebenfalls eine andere Ausgestaltung des Ventilsitzes nach der Erfindung, Fig. 11 eine weitere andere Ausgestaltung des Ventilsitzes nach der Erfindung und Fig.
12 ein Ausführungsbeispiel, das dem in der Fig. 7 dargestellten ähnlich ist mit einem zusätzlichen Zentrierring.
Das in den Zeichnungen in der Fig. l dargestellte Drosselklappenventil ist allgemein mit - bezeichnet, wobei es in einer offenen Position dargestellt ist. Das Ventil --10-- hat einen Körper --12-- von Plattenkonstruktion, die eine Zentralbohrung --14-- enthält. Ein als Scheibe - dargestelltes Schliessglied mit einer sphärischen Dichtfläche --16a-- an seinem Umfang ist schwenkbar in der Bohrung --14-- befestigt u. zw. um eine Achse --18--, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der Bohrung --14-- liegt. Die Scheibe --16-- ist somit verschwenkbar, um das Ventil --10-- zu öffnen oder zu schliessen. Wie deutlich aus der Fig. 1 ersichtlich ist und wie nachfolgend im Einzelnen näher erläutert wird, ist die Scheibe --16-- auf der Aussenfläche einer Welle --20-- befestigt, die um die Achse --18-- drehbar ist.
Da die Welle --20-- einen endlichen Durchmesser hat, ist die auf der Aussenfläche der Welle befestigte Scheibe --16-- von der Achse --18-- abgesetzt und exzentrisch dazu befestigt. Die Welle --20-- erstreckt sich vollständig durch die Bohrung --14-- und durch den Körper --12--. Eine Bedienungseinrichtung (nicht dargestellt) ist mit einem Ende der Welle --20-- verbunden, um der Welle --20-- und der Scheibe --16-- eine Drehung aufzuerlegen, damit Öffnungen in der Bohrung --14-- geöffnet und geschlossen werden können. Geeignete Lagereinrichtungen, wie z.
B. eine Lagerhülse aus selbstschmierenden gewebt-orientiertem Teflon, das in einem korrosionsresistenten Stahlzylinder --22-eingebettet ist, umgibt die Welle --20-- und reduziert die Reibung, wodurch die erforderliche Leistung für die Bedienungseinrichtung oder die Bedienungsperson zur Einleitung einer Verdrehung für die Welle --20-- und die Scheibe --16-- um die Achse --18-- reduziert wird. Obwohl es aus der Darstellung in der Fig. l nicht deutlich ersichtlich wird, ist die Scheibe --16-- auch in einer Richtung senkrecht zur Achse --18-- exzentrisch befestigt, so dass zwei Exzentrizitäten vorhanden sind. Mit andern Worten, die Scheibe --16-- ist sowohl abgesetzt als auch exzentrisch wie es durch den Stand der Technik bekannt ist. Diese Konstruktion ergibt eine exzenterartige Wirkung auf die Scheibenbewegung, wenn diese aussermittig gedreht wird.
Die aussermittige Scheibenkonstruktion bewegt die Scheibe --16-- aus ihrem Sitz, so dass die zwei Elemente nicht in Kontakt miteinander stehen, wenn die Scheibe in ihrer offenen Position ist. Diese Konstruktion vermeidet ein dauerndes Scheuern des Sitzes, übermässigen Strömungswiderstand der Scheibe und Sitzdeformation, wenn die Scheibe in ihrer offenen Position ist. Diese doppelexzentrische Konstruktion ergibt auch
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eine Axialbewegung im letzten Moment der Schliessung um den axial biegsamen Sitz der Erfindung vorzuspannen. Da die aussermittige Konstruktion seit langem Stand der Technik ist und keinen Teil, für sich genommen, der Erfindung bildet, wird diese nachfolgend nicht näher beschrieben.
Ein Haltering --26-- ist in einer Nut --28-- auf der Vorderseite --30-- des Körpers --21--
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gen Nut oder Aussparung --38-- (in den Fig. 2 bis 5 deutlicher dargestellt) eingelegt, die die Bohrungen --14-- umgibt und gemeinsam durch einen Abschnitt des Körpers --12-- und einer inneren Passfläche des Halteringes --26-- gebildet ist. Wie in der Fig. l dargestellt und wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 (in denen dies deutlicher dargestellt ist) näher erläutert wird, erstreckt sich das Ventilsitzelement --34-- radial nach innen aus der ringförmigen Nut --38-- gegen den Mittelpunkt der Bohrung --14--.
Die ringförmige Nut --38-- ist radial auf der gleichen Ebene wie die Dichtfläche --16a-- der Scheibe --16--, wenn das Ventil --10-- in der geschlossenen Position ist.
In der Fig. 2 sind das Sitzelement --34--, der Haltering --26--, der Ventilkörper --12-- und das Schliesselement --16-- des Ventils, wie es in der Fig. l dargestellt ist, im Querschnitt in vergrössertem Massstab dargestellt. Das Sitzelement --34-- hat einen vergrösserten Abschnitt --34a--, der am weitesten von dem Mittelpunkt der Bohrung --14-- entfernt ist. Der Sitz konvergiert radial nach innen zu einer relativ engen zwischenliegenden Einschnürung --34b-- und erweitert sich dann wieder zu einem relativ grossen Abschnitt --34c--, der dem Mittelpunkt der Bohrung --14-- am nächsten liegt.
Eine ringförmige Nut --38-- ist ähnlich ausgebildet und ist mit dem Sitzelement kompressiv im Eingriff. Seitenwände --40 und 41-- sind annähernd parallel zu den Seitenteilen des Sitz ab schnittes --34c--, aber in axialer Richtung räumlich davon entfernt.
Die Seitenwände --40 und 41-- liegen in Abstand entsprechend voraussichtlicher Abweichungen der Scheibe --16-- unter maximalen Druckbedingungen, wobei die Seitenwand --40-- zwischen 60 und 70% der totalen axialen Scheibenabweichung und die Seitenwand --41-- zwischen 30 und 40% der totalen Scheibenbewegung auf Abstand liegen. Für ein 15 cm Ventil des dargestellten Typs
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von einer Stirnseite --43-- der äusseren Ringfläche der Nut --38-- und dem Sitz --34-- aus bis zu einem Ort, der über dem Einschnürungsabschnitt --34b-- des Sitzes gegen den Mittelpunkt der Bohrung --14-- hinaus liegt.
Die Stütze --42-- ist relativ starr in radialer Richtung, aber nachgiebig biegsam in axialer Richtung. Sie dient sowohl als ein Versteifungselement als auch als ein flexibles Element. In dem bevorzugt dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stütze --42-- eine kontinuierliche Membran, die die Bohrung --14-- mit dem Sitz --34-- umgibt. Diese biegsame Membran benutzt die Federkräfte, die aus der axialen Scheibenabweichung resultieren, wenn die Scheibe --16-- in der geschlossenen Position ist, um eine Dichtung zwischen dem Sitz und der Scheibe oder dem Schliesselement herzustellen. Dies ist besonders der Fall, wenn die Scheibe --16-- unter dem Einfluss eines unter Druck stehenden Fluides steht.
Das Sitzelement --34-- mit seiner Stütze --42-- im Mittelpunkt ist axial biegsam und verbiegt sich axial an dem zentralen Einschnürungsabschnitt --34b-- mehr als radial, wenn es mit der Scheibe --16-- in Eingriff kommt. In dem in der Fig. l bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Sitzelement --34-- aus einem fluorinierten Kohlenwasserstoffpolymeren hergestellt, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen [Teflon, (R)]. Diese fluorinierten Kohlenwasserstoffpolymeren werden in Hochleistungsventilen verwendet, weil sie gegen fast alle Prozessfluide inert sind und geeignet sind höheren Temperaturen und Druckbedingungen als synthetische Gummimaterialien standzuhalten. Ausserdem haben sie auch einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten.
Diese Polymeren haben jedoch leider eine Tendenz zum "Kaltfliessen" und nehmen eine dauernde Lage oder Änderung in ihren Abmessungen ein, wenn sie über eine lange Zeitperiode einer Belastung unterworfen werden. Das Stützelement --42-- dient dazu diese Tendenz zu reduzieren und ist nach der bevorzugten Ausführungsform aus Glasfaser hergestellt. Selbstverständlich ist es jedoch möglich, dass auch andere Materialien für die Konstruktion des Sitzes oder der Stütze verwendet werden können.
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In der Fig. 3 ist der Ventilsitz nach der Fig. l in einem vorgespannten Dichtverhältnis mit der sphärischen Dichtflächen --16a-- der Scheibe --16-- dargestellt. Diese Darstellung zeigt die Scheibe --16-- in ihrer am stärksten geschlossenen Position, die nur durch die mechanische Bewegung der Bedienungsperson des Ventils erreicht wird. Es ist dabei festzustellen, dass der radial innerste Abschnitt des Sitzmaterials --34-- unter dem Einfluss des Eingriffes deformiert ist und dass die biegsame Stütze --42-- leicht an dem Einschnürungsabschnitt --34b-- des Sitzes --34-- abgebogen ist.
Die biegsame Membran --42-- wirkt mit dem Teflonsitzmaterial um Verstärkungskräfte vorzusehen, die dazu dienen, den Sitz in seine ursprüngliche Lage wieder zurückzubringen, wenn die axialen Kräfte beendet sind. Eine Linie 39 stellt die Mittellinie der biegsamen Membran in dieser Position dar. Die Hauptbiegebewegung ist mehr axial als radial. Die Fig. 4 zeigt den Ventilsitz --34-- der Fig. 3 nachdem sich die Scheibe --16-- nach vorne unter dem Einfluss des Fluiddruckes in die Richtung der Pfeile 44 von der Körperseite des Ventils --10-- bewegt hat.
Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, ist das Sitzelement --34-- druckaktiviert und hat sich gegen die Seitenwand --40-- bewegt. Die biegsame Stütze --42-- ist ebenfalls in einem gröberen Ausmass als in der Fig. 3 dargestellt abgebogen. Weiterhin ist ersichtlich, dass die Seitenwand
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auf diese Weise sicher, dass der Sitz --34-- nicht ausser Kontakt mit der Scheibe --16-- unter dem Einfluss eines hohen Druckes gerät. Jene Abschnitte der ringförmigen Nut --38-- die an die Seitenwände --40 und 41-- angrenzen, arbeiten auch kooperativ mit dem Sitz --34-- zusammen.
Die kompressive Verbindung des zwischenliegenden Einschnürungsabschnittes --34b-- des Sitzes durch jene Teile dient dazu, die Sitzbiegung an jenem Ort einzustellen.
Die Linien 50 und 52 zeigen das Mass der axialen Verbiegung, die der Sitz --34-- erfahren hat, wobei die erste Linie 50 die axiale Lage der Mittellinie des Sitzes --34-- in dem vorgespannten Zustande der Fig. 3 darstellt und die zweite Linie 52 die axiale Position der gleichen Mittellinie nach der Verbiegung darstellt, die durch den Fluiddruck von der Körperseite des Ventils --10-- in Pfeilrichtung 44 auferlegt wurde.
Die axiale Verschiebung der Scheibe --16--, wie in der Fig. 4 dargestellt, ergibt eine axiale Verschiebung des Sitzes --34-- und stellt zwei Komponenten dar. Zum einen stellt sie das Spiel zwischen der Welle --20--, der Scheibe --16--, der Buchse und dem Körper --12-- dar. Zum andern stellt sie auch die Verbiegungen der Scheibe --16-- und der Welle --20-- dar, die aus dem hohen Druck resultiert, wenn sie nach vorne verschoben wird. Die Totalverschiebung nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel würde bei einer 15 cm Bohrung ungefähr 0, 57 mm in dieser Richtung ergeben.
Der Sitz --34-- folgt der axialen Verschiebung der Scheibe --16--. Der dargestellte Sitz biegt sich leicht in axialer Richtung an seinem Einschnürungsabschnitt --34b--, um sich einem grösseren Durchmesser auf der Dichtfläche --16a-- anzupassen, wobei die Dichtfläche --16a-- in der Form eines sphärischen Sektors ausgebildet ist.
Die Erfindung ist durch dieses axiale Verbiegen charakterisiert, das auch radiales Strecken verhindert, was beim Stand der Technik verbreitet war. Die axiale Verbiegung unterstützt auch das Zurückkehren des Ventilsitzes in seine usprüngliche Lage stärker als dass er dauernd deformiert und gestreckt bleiben würde.
Das Teflon-Sitzmaterial wäre nicht in der Lage in die ursprüngliche Position zurückzukehren.
Aus diesem Grunde ist die biegsame Membran --42-- vorgesehen, die auf das Sitzmaterial wirkt und kontinuierliche Verstärkungskräfte ergibt.
Ein Fluiddruck, der auf der Befestigungsseite des Ventils --10-- auf die Scheibe-16- (in der Richtung der Pfeile 55) wirkt, ist in der Fig. 5 dargestellt. Die vorgespannte axiale Lage (der Fig. 3) des Ventilsitzes ist durch die Linie 60 dargestellt, während die Linie 62 die axiale Lage des Sitzes darstellt unter dem Einfluss des auf der Befestigungsseite herrschenden Druckes, der in Richtung der Pfeile 55 wirkt. Es ist festzustellen, dass die Abweichung aus dieser Richtung kleiner ist als das korrespondierende Abweichungsmass in der andern Richtung. Für ein 15 cm Ventil des dargestellten Typs würde diese Bewegung ungefähr 0, 32 mm ausmachen. Dieser Unterschied resultiert daraus, dass die Scheibe --16--, wenn sie in der vorgespannten geschlossenen Position
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Die Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung, die eine Variation der Fig. 6 ist, u. zw. dergestalt, dass sowohl das Sitzelement --90-- als auch das biegsame Element --92-- vergrössert sind und sich in axialer Richtung an ihrer Innenseite und an ihrer Aussenseite erstrecken.
Diese Konstruktion ergibt eine zusätzliche Unterstützung gegen "Kaltfliessen". Im Unterschied zu der Ausgestaltung nach der Fig. 6 hingegen hat die Ausgestaltung nach der Fig. 8 eine einzige Dichtfläche --94--, die der Ausgestaltung nach der Fig. l bis 5 ähnlich ist. Der zentrale Einschnü- rungsabschnitt --90a-- des Sitzelementes --90-- ist wieder in seiner axialen Richtung reduziert, um ein axiales Abbiegen an dieser Stelle zu erleichtern.
In der Fig. 9 ist eine andere Ausgestaltung des Ventilsitzelementes dargestellt. In dieser Ausgestaltung sind sowohl das Sitzelement --96-- als auch die eingebettete Stütze --98-- an ihren radial äusseren Abschnitten L-förmig ausgestaltet und dieser Abschnitt des Sitzes ist in der ringförmigen Nut --38-- gesichert. Der innen liegende Abschnitt des Stützelementes --98-- bildet eine knollenförmige Gestalt --100--, die dazu dienen kann, eine relativ stumpfe Verbindung zwischen der Stütze und dem Sitzelement zu schaffen, damit jede Schnittwirkung auf das Sitzelement verringert wird.
Dieses Ausführungsbeispiel hat eine grosse Kontaktfläche --88--, die auf beiden Seiten zurückgesetzt ist, um der Scheibe die Möglichkeit zu geben, mit der Dichtung in Eingriff zu gelangen, ohne an ihren Ecken anzuschlagen und sicherzustellen, dass sie nicht den Sitz "stösst".
Eine weitere Ausgestaltung des Sitzelementes --102-- ist in der Fig. 10 dargestellt, in dem die Sütze oder das biegsame Element --104-- aus metallischem Material hergestellt ist, welches an seinem inneren Ende --106-- umgebogen oder eingerollt ist. Wie ersichtlich, hat das Sitzmaterial ebenfalls in seinem zentralen Einschnürungsabschnitt eine reduzierte axiale Breite, um wieder die axiale Biegung an dieser Stelle zu erleichtern.
In der in der Fig. 11 dargestellten Ausführungsform besitzen das Sitzmaterial --108-- und die Stütze --110-- eine I-förmige Gestalt. Diese Ausgestaltung macht die biegsame Membran-110steifer und gibt ihr unterschiedliche Biegemöglichkeiten.
Die ringförmige Nut --38-- in dem Ventil --10-- muss konzentrisch zur Scheibe --16-- hergestellt sein. In den meisten Anwendungsfällen erfordert die relative Flexibilität des Ventilsitzes in dieser Beziehung keine so hohen Anforderungen und die Anfälligkeit bezüglich der Konzentrizität und Rundheit der Nut ist teilweise reduziert. In einigen Anwendungsfällen jedoch werden diese Herstellungstoleranzen kritischer. Ein derartiger Anwendungsfall ist z. B. gegeben, wenn das Ventil im Tiefsttemperaturbereich verwendet wird. Extrem niedere Temperaturen führen nämlich dazu, dass die Ventilsitzmaterialien sehr steif werden.
In diesen Anwendungsfällen ist es wichtiger, dass die Nut und die Scheibe präzise zueinander ausgerichtet sind, weil jeder Ausrichtfehler das Drehmoment erhöhen würde, das von der Ventilbedienung aufzubringen ist.
Die Fig. 12 zeigt eine Ausgestaltung, die dazu bestimmt ist, die Herstellungstoleranzerfordernisse für die Nut --38-- zu reduzieren. Diese Ausgestaltung ist der in der Fig. 7 dargestellten Ausgestaltung ähnlich, ausser, dass die Nut --38-- vergrössert worden ist und ein Verstärkungselement, das als Zentrierring --112-- dargestellt ist, mit der äusseren Ringfläche des Sitzes zusammenarbeitet. Der Zentrierring --112-- ist vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, aus dem gleichen Material wie der Ventilkörper hergestellt. In der bevorzugten Ausführungsform sind der Ventilkörper und der Zentrierring aus nichtrostendem Stahl hergestellt.
Wie aus der Fig. 12 ersichtlich, besitzt der Zentrierring --112-- eine Dimension in axialer Richtung, die kleiner ist, als die äussere Ringfläche des Sitzes. Auf diese Weise ist ein axiales Spiel zwischen den Seiten des Zentrierringes und den Seitenwänden der ringförmigen Nut --38-- vorhanden. Diese seitlichen Spiele stellen sicher, dass die Dichtbeziehung zwischen dem Sitz, dem Ventilkörper und dem Haltering nicht beeinträchtigt wird. Weiter erlaubt ein Spiel zwischen der Ringfläche der Nut --38-- und dem Zentrierring --112-- ein radiales Verschieben der gesamten Einrichtung des Sitzes und Zentrierringes. Der Zentrierring --112-- und der Sitz mit dem dieser fest zusammenarbeitet, wird in die ringförmige Nut während des Zusammenbaues eingelegt.
Das Spiel zwischen der ringförmigen Fläche der Nut --38-- und dem Zentrierring --112-- erlaubt sowohl dem Sitz als auch dem Zentrierring, sich zu verschieben und ihren eigenen Mittelpunkt relativ zu der Scheibe zu finden.
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Wenn diese Mittelposition einmal erreicht wird, klemmt der Haltering --26-- fest und ergreift das Sitzelement dichtend, wobei die Position des Sitzes und des Zentrierringes relativ zu dem Ventilkörper fixiert wird. Nachdem der Haltering --26-- eingebaut ist, arbeitet der Zentrierring --112-in einer Art, die analog jener der ringförmigen Nut --38-- in den früher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist und verhindert einen radialen Kaltfluss des Sitzmaterials.
Andere bevorzugte Sitzmaterialien für die Ausgestaltung nach der Fig. 12 könnte KEL-F-Kunststoff sein, einem Homopolymeren aus Chlortrifluoräthylen oder auch ein ultrahochmolekulargewichtiges Polyäthylen (UHMWP). Diese Materialien könnten auch für die Sitze nach den Ausgestaltungen der Fig. l bis 11 verwendet werden. Die Liste der Materialien ist selbstverständlich nicht ausschliesslich ; vielmehr können zahlreiche andere Materialien hiefür verwendet werden, die dem Fachmann auf diesem Gebiete bekannt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckbeaufschlagter Ventilsitz zur Verwendung in einem Drosselklappenventil, welches ein biegsames im wesentlichen ringförmiges eine zentrale Durchgangsbohrung definierendes Sitzelement umfasst, das äussere und innere Umfangsflächen und eine ringförmige, innerhalb des Sitzelementes angeordnete und sich radial nach innen gegen die innere Umfangsfläche zu erstreckende Stütze besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzelement (34) aus einem fluorisierten Kohlenwasserstoffpolymerelement besteht, welches sich bei Gebrauch radial in eine Öffnung des Ventilkörpers zum Zusammenwirken mit einem bewegbaren Verschlusselement erstreckt, dass das Sitzelement (34) eine konvergierende-divergierende Gestalt aufweist, welche einen äusseren ringförmigen Abschnitt (34a),
einen sich vom äusseren Abschnitt nach innen erstreckenden mittleren ringförmigen Abschnitt (34b) mit einer axialen Erstreckung, die kleiner als die des äusseren Abschnittes ist, und einen sich vom mittleren Abschnitt nach innen erstreckenden inneren ringförmigen Abschnitt (34c) mit einer axialen Erstreckung, die grösser ist als jene des mittleren Abschnittes, umfasst und dass die Stütze (42) als im Sitzelement (34) eingebettetes sich radial von dem äusseren Abschnitt durch den mittleren Abschnitt zum inneren Abschnitt hin erstreckendes Versteifungselement ausgebildet ist, wobei der radiale Querschnitt der Stütze eine radiale Erstreckung besitzt, die grösser ist als seine axiale Erstreckung.